Un arco eléctrico es una transmisión de corriente eléctrica
a través del aire entre un conductor vivo expuesto a otro o a tierra. Produce
temperaturas extremadamente altas, intenso calor radiante, explosiones sonoras y
ondas de presión, destellos de luz intensa. Dependiendo de la intensidad del
arco eléctrico, este puede ser
catastrófico.
- Evolutivas
- Mecánicas
- Por sobre tensiones
Las causas evolutivas son consecuencia de un debilitamiento
de la resistencia de aislamiento entre fases o entre fases y tierra, este
debilitamiento puede ser por la formación de depósitos, impurezas, polvo,
corrosión, etc.
Sistema
arrancador para un motor
Se observa
este tipo de fenómeno en instalaciones que tiene procesos de producción por
periodos largos, ya que debido a esto no se aplican los procesos de
mantenimientos respectivos.
La degradación progresiva del aislamiento puede igualmente
deberse a un calentamiento en terminales, cables, por ejemplo, por una mala
conexión o por un aflojamiento progresivo de un borne. La elevación de la
temperatura en un punto próximo a uno defectuoso puede inducir a la
descomposición de los aislantes cercanos, y como consecuencia producirse una
descarga de arco.
Causas Mecánicas
Las causas
mecánicas se deben a la intervención de un elemento ajeno a la propia
estructura de la instalación, este es el caso de intervenciones inadecuadas del
personal de mantenimiento, no siempre se respetan estrictamente las normas que
fijan precauciones a tomar en caso de actuaciones en partes bajo tensión.
Personal trabajando
en barras principales
Se observa
por ejemplo, que para no perturbar el funcionamiento general de una
instalación, un electricista que tiene que realizar una verificación, abre los
paneles posteriores de un MCC, y sobre el juego de barras se pone a trabajar,
pensando que tendrá suficiente cuidado, si una herramienta se resbala y escapa
de las manos, está cae sobre las barras, y se produce una descarga de arco con
consecuencia de quemaduras serias para el trabajador imprudente.
Por Sobre-tensiones
Cuando el espacio de aire entre conductores de diferentes
fases es muy estrecho (debido a la mala calidad del diseño o al daño de los
conductores), el arco puede ocurrir durante una sobretensión temporal.
Algunas sobretensiones de valores elevados, pueden producir
descargas en paneles bien diseñados e instalados. En la redes de BT pueden encontrarse valores
de hasta 8 o 10KV. Por ejemplo cuando se energizan o des-energizan los
transformadores. La instalación de limitadores de sobretensión en los bornes de
BT, es el mejor medio de protegerse contra este tipo de incidentes.
Naturaleza del Arco
Eléctrico
Trabajador
que es afectado por una descarga de arco
El arco
eléctrico produce algunas de las mayores temperaturas conocidas que ocurren en
la tierra, alrededor de 35,000 grados Fahrenheit, ósea aproximadamente unas
cuatro veces la temperatura superficial del sol. El intenso calor del
arco causa la expansión súbita del aire. Esto resulta en una explosión con muy
alta presión. Todos los materiales conocidos son evaporizados a esta
temperatura. Cuando los materiales son evaporizados, estos se expanden en
volumen (Cobre - 67,000 veces; Agua – 1670 veces). La explosión puede propagar
el metal derretido en el aire a altas velocidades y con gran fuerza por lo que si tenemos una persona en el contorno sufriría serios daños o la
muerte.
En el grafico siguiente se puede apreciar la naturaleza del arco eléctrico.
Prueba de arco - efectos
producidos
Fronteras de aproximación y protección a la
descarga de arco eléctrico
Las fronteras de aproximación y protección a la descarga de
arco, han sido analizadas y creadas para eliminar los riesgos que se generan
por realizar trabajos cerca de equipos energizados, las mismas son calculadas
de acuerdo a los diferentes parámetros eléctricos y condiciones de trabajo
requeridas.
Fronteras de aproximación y protección a la
descarga
La frontera
de protección contra la descarga de arco, es variable ya que como se mencionó
anteriormente depende de la condiciones del trabajo que se va a realizar, para
ello de acuerdo a los resultados de los cálculos el trabajador deber utilizar
el equipo de protección personal adecuado, así como también deben existir
señales de aviso para advertir de los peligros inherentes cuando se realizan
trabajos en instalaciones eléctricas.
Diagrama
ilustrativo de las fronteras de aproximación
Frontera de protección a la descarga de arco
Se considera el límite de acercamiento para el cual una
persona podría estar expuesta a recibir una descarga de arco, la misma que le
causaría una quemadura de segundo grado, que es considerada como curable.
Frontera de
aproximación limitada
Se define como el límite de acercamiento a equipos o líneas
energizadas, al que no se debería exponer personal no calificado sin la
compañía de personal calificado.
Frontera de
aproximación restringida
Se considera como el limite de acercamiento a partes
energizadas, para la cual el riesgo de recibir una descarga se incrementa por
un contacto involuntario, ya sea por un mal movimiento, se considera también el
riesgo de recibir un choque eléctrico.
Frontera de aproximación prohibida
Se define como la distancia de acercamiento donde el trabajo
que se esta realizando se considera como que si se estuviera haciendo contacto
con las partes energizadas.
Riesgos del Arco
Eléctrico
El arco eléctrico es un peligro inminente que tienen los
trabajadores que están relacionados con la parte eléctrica, esto tiene muchos
riesgos, los mismos que pueden ser reducidos si se aplican procesos adecuados y
el uso de normas para todas estas actividades.
Los riesgos a que se genere un arco eléctrico están
relacionados con el diseño y sus factores que son: calidad de los aislantes,
distancias mínimas de aislamiento, apriete adecuado de las conexiones, rigidez
de las barras entre los soportes, dimensión de la barras para soportar
eventuales sobre-intensidades, accesibilidad de animales a las partes con
tensión.
También tenemos factores como entrada intempestiva de agua o
de vapor en un panel, vibraciones excesivas provocadas por la proximidad de
ciertas máquinas.
Los riesgos a la descarga de arco tiene un valor
significativo cuando interviene personal en partes o equipos energizados, si el
personal que lo realiza no está calificado, no tiene la buena predisposición
para seguir los procedimientos, y no tiene el uso de las buenas prácticas de
seguridad industrial.
Quemaduras fatales pueden ocurrir cuando hay una víctima de
una descarga de arco eléctrico. Quemaduras serias pueden resultar a una
distancia de 10 pies. Se han realizado pruebas que demuestran que las
temperaturas alcanzan valores superiores a los 437F cerca del cuello y las
manos de una persona que se encuentre cerca de una determinada zona de
influencia del arco eléctrico.
La descarga de arco produce el desprendimiento de material
derretido, el mismo que es disparado a altas velocidades, estos pueden
atravesar las partes del cuerpo fácilmente.
Las personas están en riesgo de perder la audición debido al
nivel de ruido que se genera en la descarga de arco, el sonido puede alcanzar
niveles superiores a los 140 dB a una distancia de 2 pies del arco.
Tabla I. Niveles de ruido y tiempos de
exposición
Por el
calor que se genera la ropa se puede incendiar a algunos pies de distancia. Los
lugares del cuerpo que están cubiertos por la ropa pueden ser afectados con
daños más serios que las que no están cubiertas.
Las ondas de presión que se generan pueden expulsar a una
persona a una distancia considerable, esta presión puede alcanzar valores
superiores a las 2000 lbs/pies2.
Probabilidad de
sobrevivir
La
siguiente tabla muestra la probabilidad de sobrevivir de una persona de acuerdo
a su edad y porcentaje de quemaduras en el cuerpo.
Tabla II. Probabilidad de sobrevivir en las personas de
acuerdo a su edad
Visualización de arco eléctrico de 480V en cámara lenta
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